JPH0775359B2 - Ｔｄｍａ信号搬送波再生システム - Google Patents

Ｔｄｍａ信号搬送波再生システム

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JPH0775359B2
JPH0775359B2 JP1204020A JP20402089A JPH0775359B2 JP H0775359 B2 JPH0775359 B2 JP H0775359B2 JP 1204020 A JP1204020 A JP 1204020A JP 20402089 A JP20402089 A JP 20402089A JP H0775359 B2 JPH0775359 B2 JP H0775359B2
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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、移動無線システムに関し、さらに詳細には、
クロックレートを検出し、かつ時分割多元接続（TDMA）
において、搬送波を再生する方法に関する。
（従来の技術） 移動無線システムのTDMAにおいては、幾人かのユーザが
１つの搬送波を共有する。各ユーザは、その搬送波上で
別個のタイムスロットが割り当てられ、ガードタイムに
よって分離されたデータ・パケットの短いバーストを送
信および受信する。典型的なTDMAバーストは、プリアン
ブルで開始する。プリアンブルは、ビット・タイミング
および搬送波送信情報、等化器初期化データFEC（フォ
ワード誤り訂正）、復号器同期化と、必要ならば、他の
オーバヘッドを含む。この後に、一般に、開始フラグ、
制御フィールド、データ・フィールド、CRC（巡回冗長
検査）と、終了フラグが続く。
（発明が解決しようとする課題） 一つの搬送波におけるユーザの数は、その特定の搬送波
に対して割り当てられたスロット数に制限される。クロ
ックおよび搬送波連続シーケンス（プリアンブル又は中
間シーケンス）の使用に関連する問題は、それらが、ビ
ット・フレーム・オーバヘッドを増大させ、そのために
伝送効率を低下させることである。
誤りのない伝送のために信頼できるデータ信号を維持し
ながら、フレームのビット・オーバヘッドを最小にする
必要性がある。
従って、本発明の目的は、クロックおよび搬送波連続シ
ーケンス（プリアンブル又は中間シーケンス）に割り当
てられたフレーム・オーバヘッドを最小にすることであ
る。本発明の別の目的は、信号の完全性と信頼性を維持
しながら、信号処理負荷を最小にすることである。
（課題を解決するための手段） 上記の課題を解決するために、本発明は、クロック位相
を検出し、クロックおよび搬送波連続プリアンブルがな
い場合にTDMA信号の搬送波を再生するシステムにおい
て:a）ディジタル的にサンプルされた直交ベースバンド
成分（I,Q）を所定の時間記憶する第１の記憶手段と、
ｂ）直交ベースバンド成分のクロック位相誤りを推定す
る手段と、ｃ）ディジタル的にサンプルされた直交成分
の補間を使用して、推定されたクロック位相誤りからベ
ースバンド成分のクロック位相を訂正する手段と、ｄ）
訂正されたクロック位相を有する直交ベースバンド成分
を所定の時間ストアする第２の記憶手段と、ｅ）クロッ
ク位相が訂正された直交ベースバンド成分の搬送波位相
誤りを推定する手段と、ｆ）推定された搬送波位相誤り
に従って、クロック位相が訂正された直交ベースバンド
成分の搬送波位相誤りを訂正する手段と、ｇ）クロック
および搬送波位相誤りが訂正された直交ベースバンド成
分からデータを復調する決定回路手段と、ｈ）スタート
フレーム基準信号を供給するフレーム検出回路手段とか
ら構成される。
（作用） 本発明においては、直交ベースバンド成分は、サンプル
データとして所定の時間、記憶され、そしてベースバン
ドサンプルのクロックレート位相誤りが推定される。ベ
ースバンドサンプルのクロック位相は、サンプル直交成
分の補間を使用することにより、推定されたクロック位
相誤りから訂正される。その後、記憶されたベースバン
ド時間訂正直交サンプルの搬送波位相誤りが、推定さ
れ、その後、推定された位相誤りによって搬送波位相が
訂正される。その後、訂正されたクロックおよび搬送波
信号は、復調データを供給するために決定回路手段に転
送される。
（実施例） 図1a図の参照番号10に、従来の典型的なTDMAフレームが
示される。TDMA搬送波は、一連の連続フレーム11からな
りこの連続フレーム11はスロット12に分割される。図示
されるように、各フレームは、ｎ個のスロットを含む。
搬送波の各ユーザは、１つ以上のスロットを割り当てら
れる。伝送は、スロットの開始において始まり、そして
スロットの終了前に完了する。スロットのサイズと数
は、もちろんシステムがどのように応用されるかによっ
て異なる。
典型的なTDMAバーストは、ガードタイム13によって隣接
するバーストから分離され、そしてプリアンブル14で開
始する。プリアンブルは、ビット・タイミングおよび搬
送波再生情報、等化器初期化データ、FEC（フォワード
誤り訂正）、復号器同期化信号と、必要ならば他のオー
バヘッドを含む。プリアンブルの後には開始フラッグ1
5、アドレス・フィールド16、制御フィールド17、ユー
ザデータ・フィールド18、CRC（巡回冗長検査）19、お
よび終了フラグ20が続く。
第1b図は、本発明で使用するために提案されたTDMAフレ
ームが示される。この図において分かるように、クロッ
クおよび搬送波が連続するプリアンブルに割り当てられ
たオーバヘッドは、削除された。ガードタイム１のみ
が、各バーストを分離する。各バーストは、同期化目的
のための開始フラッグ22を有し、そしてバーカー・コー
ド、アドレス・フィールド23、制御フィールド24、使用
者データ・フィールド25、CRC26,および終了フラッグ27
を含む。このように構成された信号が、以下に記載され
るように、再生され、そして復調される。
第２図は、フロント・エンド・セクションとベースバン
ド信号処理回路を含む移動無線システムにおいて使用さ
れた典型的な受信機のブロック図である。このフロント
・エンドは、参照番号30によって示され、ベースバンド
信号処理回路は、参照番号31で示される。フロント・エ
ンド30は、基本的に、送受切換器又は送信／受信スイッ
チ33に連結された受信および送信アンテナ32を含む。受
信信号は、最初にバンドパス濾波器34に入り、受信機中
の余分な送信機影像が排除される。濾波器の出力信号
は、ミキサ36によってIFに変換される前に、典型的な低
雑音増幅器35を通って送られる。IF処理段階37におい
て、信号は、帯域外の不要信号を除去するために濾波さ
れ、そしてクワドミキサ38によってベースバンドに混合
される前に、増幅される。この時点において、２つの直
交ベースバンド成分（即ち、Ｉ位相信号とＱ位相信号）
が、再生され、ベースバンド信号処理回路31において処
理される。
送信機部において、ＩおよびＱ信号は、変調器39によっ
て変換される前に、帯域外周波数（図示されていない）
を除去するためにまず濾波される。ミキサ36と変調器39
は、局部発振器40と41によって同一基準周波数に周波数
ロックされる。これらの局部発振器は、RF信号源とし
て、位相同期ループにおいてICによって制御された誘電
共振器VCO等によって構成される。Ｑチャネルは、90度
位相が異なるRF搬送波と混合されるが、Ｉチャネルは、
同相のRF搬送波と混合される。RFミキサ出力は、組み合
わされ、その結果得られた波形が、電力増幅器42に送ら
れる。PINダイオード減衰器（図示されていない）は、
電力増幅器42への送信電力レベルを制御するために使用
される。電力増幅器出力は、アンテナ端子において送信
機と受信機を組み合わせる送受切換器又は送信／受信ス
イッチ３に送られる。
第3a図は、第２図に示される本発明のベースバンド信号
処理回路（31）の第１段階を示す。第２図のクワドミキ
サ38から再生された２つの直交信号、即ちＩとＱが、そ
れぞれ濾波器43と44によって低域濾波される前に、偽信
号歪みを生ずる高周波を除去するために、増幅される。
その後、それぞれの信号は、A/Dコンバータ45と46によ
ってディジタル的にサンプリングされる。サンプリング
されたベースバンドディジタル信号47と48は、必要な隣
接チャネル性能を達成し、かつ帯域外エネルギと信号間
干渉を除去するために、それぞれチャネル濾波器49と50
によってディジタル的に濾波される。自動利得制御回路
51と52を用いて信号レベルは一定に維持される。適応型
スローブ等化器53は、性能強化のために、チャネル帯域
幅にわたって比較的一定の周波数／パワー応答を得るた
めに使用される。
第3b図は、第２図に示される本発明のベースバンド信号
処理回路の第２段階を示す。この第２段階は、フレーム
のタイミングおよび搬送波再生を行う。第1b図に示され
たように、オーバヘッドは、クロックおよび搬送波連続
プリアンブルに割り当てられない。その代わりに、ベー
スバンド直交信号成分が、遅延バッファにおいてサンプ
ルデータとしてストアされ、一方、クロックおよび搬送
波位相が推定される。全スロットがストアされればさら
にメリットが大きい。受信機に割り当てられるフレーム
当たりのｎスロットは、各スロットを処理するために、
ｎによって割り算されたフレーム期間に等しい間隔を有
する。これは、信号処理回路を都合の良い低クロックレ
ートで動作させる。平均化は、前方向および後方向に行
うことができる。
この第２の段階は、受信されたディジタル化サンプルを
ストアするための第１の遅延バッファ54と、クロック位
相誤り推定値をデータ補間回路56に提供するクロック位
相誤り推定器55を含む。第２の遅延バッファ57は、搬送
波位相／振幅誤り推定器58における時間再生サンプルを
処理するために必要な遅延時間を調整するための遅延時
間を供給する。搬送波位相／振幅誤り推定回路の出力は
位相／振幅誤り訂正回路59に供給され、その出力は、決
定回路60に送出される。
第４図は、第3b図に示されるクロック位相誤り推定器55
を実現する本発明のブロックを示す図である。この実施
態様において、クロックは、一方又は両方の軸上の濾波
されたベースバンド信号に加えられたコスタス・ループ
（Costas loop）を使用して、再生される。このクロッ
クは、ボーレートfsとの間でfs/nの関係を有する。ここ
でｎは、１以上の数である。回路62と63は、２分周回路
65と66を経た基準クロック信号64によりサンプルされた
ＩおよびＱベースバンド信号を処理する。各軸に対する
実および虚成分ｘとｙは、それぞれ、低域濾波器67、68
と69、70を用いて濾波される。その後、各軸から得られ
た実および虚信号は、精度を改善するために73と74にお
いて加算され、その後、バーストの期間中平均化回路75
で平均され、さらに、クロック位相誤りを得るために直
交／極座標変換回路76において処理される。直交／極座
標変換回路76の一つの実施態様は、ROMにおいて実現さ
れたテーブル索引回路であり、この場合入力は、アドレ
ス情報であり、出力は、有限インパルス濾波器のための
係数の集合である。これらの係数は、正しいクロック位
相によりＩおよびＱサンプルのシーケンスを再生するた
めに、FIR（有限インパルス応答）濾波器におけるデー
タ補間回路56において使用される。
開始フレーム基準信号は、クロック再生プロセスを起動
するために使用される。推定クロック位相誤りは、遅延
バッファ54中に記憶されたサンプルから正しい時間デー
タを補間するために、第3b図に示されたデータ補間回路
56で使用される。データ補間回路56の出力は、Ｉおよび
Ｑ軸に対してT/n間隔のサンプルデータであり、この場
合ｎは１以上の数である。さらに、データ補間回路56の
ＩおよびＱ出力は、第２の遅延バッファにストアされ、
そこで搬送波位相／振幅誤り推定器58の処理時間だけ遅
延される。
ＩおよびＱ信号は、さらに、搬送波位相／振幅誤り推定
器58で処理され、搬送波位相推定値および振幅位相推定
値が位相振幅誤り訂正回路59に出力される。位相振幅誤
り訂正回路59で訂正されたこれらのサンプルは、決定回
路60に送出され、その出力は、復調データとなる。復調
データはまた、全体プロセスに対して開始フレーム基準
信号を供給するフレーム検出回路61に入力される。決定
回路60は、ＩおよびＱ軸上の簡単な閾値検出器又は適応
型等化器（決定フィードバック、ビタビ等）である。ク
ロック再生回路の入力レートと出力レートは、同一であ
っても同一でなくてもよい。
第５図は、第3b図の搬送波位相／振幅誤り推定器58を実
現する本発明のブロック図を示す図である。搬送波値
は、４つの直交搬送波位相のあいまいさを補償するため
に、回路77においてＩおよびＱベースバンドサンプルを
ｍ−PSK変調に対してｍ乗する。その後、信号は、直交
／極座標変換回路78で極座標変換された後、平均化回路
79において平均化され、搬送波位相推定値80と振幅推定
値81とが供給される。これらは、シンボルを適正な位置
に戻すために、第3b図の位相／振幅誤り訂正回路59に加
えられる。なお、この事例においてAGC回路が使用され
るならば、振幅訂正は、必要でないことは公知である。
（発明の効果） 本発明においては、TDMAフレーム中でクロック及び搬送
波連続プリアンブルに割り当てられるオーバーヘッドの
プリアンブルを削除することによって、ビット・フレー
ム・オーバーヘッドが減少でき、それによって伝送効率
を増加できる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1a図は、従来の典型的なTDMAフレームの割り当てを示
す図である。 第1b図は、本発明で使用するために提案されたTDMAフレ
ームを示す図である。 第２図は、従来のフロント・エンド・セクションとベー
スバンド信号処理回路を含む移動無線システムにおいて
使用された典型的な受信機のブロックを示す図である。 第3a図は、本発明のベースバンド信号処理回路の第１段
階を示す図である。 第3b図は、本発明のベースバンド信号処理回路の第２段
階を示す図である。 第４図は、第3b図中のクロック位相誤り推定器55を実現
する本発明のブロックを示す図である。 第５図は、第3b図の搬送波位相／振幅誤り推定器58を実
現する本発明のブロック図を示す図である。 （符号の説明） 11……フレーム 14……プリアンブル 30……フロント・エンド 31……ベースバンド信号処理回路 32……受信および送信アンテナ 33……送受切換器又は送信／受信スイッチ 34……バンドパス濾波器 35……低雑音増幅器 36……ミキサ 37……IF処理回路 38……クワドミキサ 39……変調器 40,41……局部発振器 42……電力増幅器 43,44……濾波器 45,46……A/Dコンバータ 47,48……ディジタルサンプル信号 49,50……チャネル濾波器 51,52……自動利得制御回路 53……適応型スロープ等化器 54……第１の遅延バッファ 55……クロック位相誤り推定器 56……データ補間回路 57……第２の遅延バッファ 58……搬送波位相／振幅誤り推定器 59……位相／振幅誤り訂正回路 60……決定回路 62,63……ベースバンド処理回路 65,66……２分周回路 67,68,69,70……低域濾波器 75……平均化回路 76,78……直交／極座標変換回路 77……４乗回路 79……平均化回路 80……搬送波位相推定値 81……振幅推定値

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】クロック位相を検出し、クロックおよび搬
    送波連続プリアンブルがない場合にTDMA信号の搬送波を
    再生するシステムにおいて： ａ）ディジタル的にサンプルされた直交ベースバンド成
    分（I,Q）を所定の時間記憶する第１の記憶手段と、 ｂ）前記直交ベースバンド成分のクロック位相誤りを推
    定する手段と、 ｃ）前記のディジタル的にサンプルされた直交成分の補
    間を使用して、推定されたクロック位相誤りから前記ベ
    ースバンド成分のクロック位相を訂正する手段と、 ｄ）訂正されたクロック位相を有する前記の直交ベース
    バンド成分を所定の時間ストアする第２の記憶手段と、 ｅ）前記のクロック位相が訂正された直交ベースバンド
    成分の搬送波位相誤りを推定する手段と、 ｆ）前記の推定された搬送波位相誤りに従って、前記の
    クロック位相が訂正された直交ベースバンド成分の搬送
    波位相誤りを訂正する手段と、 ｇ）前記のクロックおよび搬送波位相誤りが訂正された
    直交ベースバンド成分からデータを復調する決定回路手
    段と、 ｈ）スタートフレーム基準信号を供給するフレーム検出
    回路手段と、 を有することを特徴とするTDMA信号搬送波再生システ
    ム。
  2. 【請求項２】請求項１記載のTDMA信号搬送波再生システ
    ムにおいて： 前記クロック位相誤り推定手段は、シンボルクロックレ
    ートの半分のベースバンド成分と90゜シフトされたシン
    ボルクロックレートの半分とを乗算し、各ベースバンド
    成分の実および虚のセグメントを得る手段と、 各ベースバンド成分の実および虚セグメントを濾波する
    手段と、 前記実および虚成分を平方し位相のあいまいさを除去す
    る手段と、 各ベースバンドから結果として得られた実および虚成分
    を合計する手段と、 前記クロック位相誤り推定値を供給するために平均化す
    る平均化手段と、 を有することを特徴とするTDMA信号搬送波再生システ
    ム。
  3. 【請求項３】請求項２記載のTDMA信号搬送波再生システ
    ムにおいて： 前記搬送波位相は、前記搬送波位相誤り推定手段を用い
    て、サンプルを適正なＩおよびＱの位置に再ストアする
    ことによって再生されることを特徴とするTDMA信号搬送
    波再生システム。
  4. 【請求項４】請求項３記載のTDMA信号搬送波再生システ
    ムにおいて： 前記搬送波位相推定手段は、 前記のクロック位相が訂正された直交ベースバンド成分
    に複素数の４乗乗算を行う手段と、 その結果得られた信号をクロックバーストの間平均し、
    前記搬送波位相誤り推定を行う手段と、 を有することを特徴とするTDMA信号搬送波再生システ
    ム。
  5. 【請求項５】請求項４記載のTDMA信号搬送波再生システ
    ムにおいて： さらに、前記のクロック位相が訂正された直交ベースバ
    ンド成分の振幅誤りを推定する手段と、 前記の推定された搬送波振幅誤りによって、前記クロッ
    ク位相が訂正された直交ベースバンド成分の搬送波振幅
    を訂正する手段と、 を有することを特徴とするTDMA信号搬送波再生システ
    ム。
  6. 【請求項６】請求項５記載のTDMA信号搬送波再生システ
    ムにおいて： 前記搬送波振幅誤り推定手段は、前記のクロック位相が
    訂正された直交ベースバンド成分に４乗複素数乗算を行
    う手段と、 その結果得られた信号をクロックバーストの間平均し、
    前記振幅誤り推定を行う平均化手段と、 を有することを特徴とするTDMA信号搬送波再生システ
    ム。
  7. 【請求項７】請求項６記載のTDMA信号搬送波再生システ
    ムにおいて： 前記搬送波位相と振幅は、前記搬送波位相誤り推定およ
    び振幅誤り推定を用いて、サンプルをＩおよびＱの適正
    位置に再ストアすることによって再生されることを特徴
    とするTDMA信号搬送波再生システム。
JP1204020A 1988-08-15 1989-08-08 Ｔｄｍａ信号搬送波再生システム Expired - Fee Related JPH0775359B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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CA574815 1988-08-15
CA000574815A CA1288878C (en) 1988-08-15 1988-08-15 Timing and carrier recovery in tdma without preamable sequence

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Publication Number Publication Date
JPH02101845A JPH02101845A (ja) 1990-04-13
JPH0775359B2 true JPH0775359B2 (ja) 1995-08-09

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ID=4138553

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